刚构桥0号块施工方案

矮寨刚构桥0号块施工方案

一、工程概况

矮寨刚构桥是长沙至重庆公路通道吉首至茶洞高速公路K13+507.00处的一座特大桥梁。该桥设计为88+2×145+116+67米预应力混凝土变截面刚构桥与连续梁组合结构桥，全桥桥长563.24m。1～3号墩0号块长12米，中心高8.5米，顶板宽12米，底板宽6.5米，在双肢薄壁墩墩顶处设4个1米厚的横隔板（具体见图1、图2）。

图1 0号块构造图

图2 1—1断面及分层浇筑示意图

二、0#块托架检算

1、0号块托架组成（图3）

图3 托架布置示意图

○1贝雷梁○2托架○340a工字钢○4调坡垫块○532a工字钢○640a工字钢○7 45a工字钢○8砂桶○9Φ32精轧螺纹钢○10Φ105钢棒○11I45a分配梁○122[28a 分配梁

图4 A—A断面图

图5-1 托架大样

图5-2 砂桶大样

2、材料数量表（1个0号块）

本桥0号块荷载拟分为3个部分，其中双臂墩身顶部混凝土完全由墩身承载，故在检算中不予考虑。则需检算的荷载为墩身两侧悬臂端钢筋混凝土及两薄壁墩身之间部分底板钢筋混凝土重。

3.1、悬臂端检算

（一）静载

（1）混凝土的重量：

作用在托架上的混凝土重量按0#块墩身范围以外的第一次浇筑的混凝土重量进行计算，其体积V=（（7.88+8.12）×0.8+4.9×1+0.5×0.3×0.3×2）×2=35.58m³，混凝土的总重量为：35.58×26=925.08KN。

（2）钢筋的重量

按照设计图，0＃块的设计配筋比约为：30941.92/294.75=105Kg/m³，则可计算出作用在牛腿上的钢筋的重量为：35.58×105=37.36 KN

（3）、牛腿上贝雷架的总重量为：143 KN

（4）、工字钢横梁的重量：

I40a总长48米，重为:48×67.598×10/1000＝32.45 KN

[28a总长48米，重为:48×31.427×10/1000=15.08 KN

I10a总长按182.4米计算，重为:182.4×11.261×10/1000=20.5 KN

总重量为：32.45+15.08+20.5＝68.03 KN

（5）、模板的重量：

受托架支撑的模板的总面积约为 6.5×2+（7.88+8.12）×12+（6.88+7.12）×2=233㎡，按每平方米模板重120kg进行计算，模板总重量为：233×120×10/1000＝279.6 KN

综合(1)～(5)项，总的静载重量为：925.08+37.36+143+68.03+279.6＝1453.07 KN （二）活载

作用在托架上的活载主要为人员及机械重量，根据施工规范，按照操作平台每平方米面积上布置2.5 KN进行计算，操作平台总面积约为68㎡，则活载总重量为：68×2.5＝170KN

综上所述，作用在平台上的总的重量按公式：F总＝1.2F静+1.4F活进行计算，则

F总＝1.2F静+1.4F活＝1.2×1453.07+1.4×170＝1981.68 KN

（三）受力检算

托架部分受力检算主要进行以下三个项目：1)牛腿受力计算。2)牛腿预埋部分混凝土受压及Φ32mm精扎螺纹钢受力计算。3)贝雷桁架受力计算。4)牛腿上砂筒检算。

1）牛腿受力计算

牛腿设计如图6所示：(单位：cm)

图6 托架受力计算简化图

根据牛腿受力特点，牛腿检算项目为：①牛腿I40a工字钢横梁检算②牛腿I25a工字钢斜撑及连接螺栓检算。

①牛腿I40a工字钢横梁检算

检算内容包括：弯曲应力检算、剪应力检算以及挠度检算。横梁受力计算图式简化如图七所示：

图7 横梁受力简化图

⑪ 弯曲应力计算

根据图7可求得支座反力R 左=144.5KN ，R 右=103.21KN

图8 横梁弯矩图

根据图8可计算横梁所受最大弯曲应力：

MPa 27.337

.10851012.363max =⨯==W M W

σ≤[w σ]=170 MPa(满足要求) ⑫ 剪应力检算

图9 横梁剪力图

根据图9可计算横梁所受最大剪应力：

MPa 0.405

.1014.2172

.6315.144I S Q x xmax max =⨯⨯==

d τ≤[w σ]=85MPa(满足要求)

⑬ 挠度验算

简支梁的最大挠度值根据《路桥施工手册》计算如下：（各参数见图7）

]2L b 4L a b 2[(L

I E 6b

P f 32322a c b b -*-*+**-*+*****=

）

=]15.07.035.035.022.135.042.115.035.02[(2.1171421.261035.0855.231323

223

-⨯-⨯+⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯） =0.08mm ≤[l/400]=3 mm （满足要求）

②牛腿I25a 工字钢斜撑及其连接螺栓检算

检算内容包括：斜撑正应力检算、螺栓强度检算。牛腿I25a 工字钢斜撑受力如图10所示：

Ⅰ-Ⅰ截面受力图

牛腿受力简化图

CA

力单位：KN 尺寸单位：cm

图10 牛腿受力简化及各杆件内力图

⑪ 斜撑正应力检算：

M B =0，123.855×35+123.855×(35+70)=F AC ×120×sin45 F AC =204.35KN

MPa 1.424851

1035.204Ax F 3CA =⨯==W

σ≤[σ]=170 MPa (满足要求) ⑫ 连接螺栓强度检算:

斜撑螺栓连接如右图所示（1个连接板用8个Φ20螺栓）: 连接螺栓整体受力:P=144.5KN （图10） 单个螺栓受力:Q=P ÷n=144.5÷8=18.06KN 式中：Q

——单个螺栓剪应力； P ——牛腿剪力： n ——螺栓数量n=8 剪应力:

MPa 5.57101006.18A Q 2

3

s =⨯⨯==πτ≤[τ]=85 MPa(满足要求) 名义挤压应力：

MPa 8.4922

5.168105.144ntd P A F 3bs bs bs

=⨯⨯⨯===σ≤[bs σ]=210 MPa (满足要求) 2)牛腿预埋部分混凝土受压及Φ32mm 精轧螺纹钢检算

检算内容包括：混凝土局部受压应力检算、Φ32mm 精轧螺纹钢受拉应力检